OptFuture软件测试对比报告
前言
在工程仿真领域，针对不同结构特性发展出了多样化的有限元单元体系：实体结构采用六面体/四面体单元进行三维实体离散，薄壁结构应用壳单元实现中面等效建模，桁架结构则选用杆/梁单元描述轴向承载特性。这种单元类型与结构特征的匹配设计，有效提升了CAE仿真对不同工程结构的计算精度，然而在面对复杂几何模型时，工程师往往需要投入数天甚至数周进行几何特征清理、拓扑结构修复及网格质量优化，方能生成满足计算要求的优质网格，这种传统工作流程不仅延长了仿真周期，也显著制约了CAE分析的效率提升，更成为影响数字化设计效率提升的关键瓶颈。
基于此，优解未来自主开发了基于空间网格的OptFuture软件（见图1），在实体结构和薄壁结构中均展现了突出效率优势，不需要人工简化模型，能够高效生成高品质的空间六面体单元，同时具备较高的计算精度。
图1 两种网格形式对比
以二维平面问题为例，空间网格会在边界单元上进行四叉树细分积分子域，以提高几何边界上的计算精度（优解未来公 众号，详见《OptFuture | 空间网格算法简介（一）》）。同理，对于三维问题，通过八叉树细分边界单元的积分子域，软件默认k=2，不建议设置很大，会几何倍数式增加积分子域和计算工作量。
图2 四叉树细分积分子域
为了简便，本报告中全部算例均做以下统一设置：
采用铝合金材质，密度2700kg/m3，弹性模量72GPa，泊松比0.3。
均采用14核CPU并行计算，内存56GB
分析设置中勾选精细积分（默认不勾选），对于薄壁结构可显著提升计算精度。
实体结构模型
蓝色 区域施加固定约束，橙色 区域施加力载荷 100N
小结
在相同网格尺寸下，ANSYS与OptFuture的计算结果非常接近；
选取二阶单元且尺寸取值合理时，六面体、四面体和空间网格均能达到良好计算精度。
蓝色 区域施加固定约束，橙色 区域施加均布压强 1MPa
小结
在相同网格尺寸下，ANSYS与OptFuture的最大位移相对误差不超过2%；
最大应力值可能存在应力集中现象，观察高应力区域在5~6MPa范围内，计算结果较为接近。
蓝色 区域施加固定约束，红色 区域施加力载荷，FY=1000N，FZ=1000N
薄壁结构模型
六边形边长200mm，高度400mm，壁厚1mm
蓝色 区域施加固定约束，橙色 区域施加力载荷 100N
小结
在相同网格尺寸下，ANSYS与OptFuture的计算结果非常接近；
选取二阶单元且尺寸取值合理时，壳单元、四面体和空间网格均能达到良好计算精度。
蓝色 区域施加固定约束，红色 区域施加力载荷，FY=1000N，FZ=1000N
小结
在相同网格尺寸下，ANSYS与OptFuture的最大位移相对误差不超过2%；
最大应力值可能存在应力集中现象，观察高应力区域在20~30MPa范围内，计算结果较为接近。
总结
综上，经对实体结构、薄壁结构等复杂模型的CAE仿真验证表明，OptFuture软件在计算精度方面已达到国际主流商业软件ANSYS同级水平，相对误差控制在5%以内，充分验证了其计算核心算法的精确性与可靠性。在工程实用性方面，OptFuture软件展现出显著优势：传统CAE软件如ANSYS通常需投入大量工时进行修复和简化模型，而OptFuture创新研发的前处理网格引擎可于数秒至数分钟内自动生成高质量空间网格，其突破性技术实现了三大核心价值——全自动网格生成免除人工干预、原始模型零简化保持几何完整性、计算前处理效率提升达数量级，为工程仿真领域提供了革命性的解决方案。
